JPH01320185A - 印字ヘッド移動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリンタの印字ヘッドを移動させる移動制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

印字ヘッドを搭載したキャリッジを移動させつつ印字を
行なうプリンタでは、通常モータの駆動力をモータとキ
ャリッジとの間に存在するベルトやワイヤ等の動力伝達
機構を介して伝達し、キャリッジをガイドに沿って移動
する構造によって印字位置を制御している。

現在のプリンタでは、一般に漢字やアルファニューメリ
ック文字などの多くの文字パターンが印字可能な構造で
あるなめ、文字フォント構成のドツト密度の違いからキ
ャリッジの移動速度もそれに応じてマルチスピードモー
ドとなっている。

また、印刷のスルーブツト向上のために印字ヘッドの移
動速度も高速化がはかられており、移動速度も最大１ｍ
毎秒を越える装置も実用化されてきている。移動速度が
速くなると、移動速度が低い場合と同程度の加速度をモ
ータによって印字ヘッドを搭載するキャリッジに与えて
も、最大速度に到達するまでの加速距離は大きくなる。

その結果、プリンタ幅方向の長さが長くなってしまう、
それ故、高速プリンタにおいては、加速距離を低速な場
合と同程度な長さに設定し、その分前速度を高めて急速
に印字ヘッドを所望の速度まで上げる必要が生じてきた
。

第４図は、従来の一般的なプリンタにおける印字ヘッド
の移動機構を説明する図である。印字ヘッド１を搭載し
たキャリッジ２は、動力伝達機構３に接合されている。

動力伝達機構３は、その両端においてアイドルプーリ４
およびモータプーリ５によって支持され、両プーリ間に
おいてキャリッジ２は移動可能な構造である。モータプ
ーリ５は、駆動モータ６の出力軸に接合されている。

駆動モータ６の駆動制御は、駆動モータ６に接続される
モータドライバ７によってなされる。モータを所望の速
度で立ち上げるためには、立ち上げ開始後の時間毎の速
度を規定した速度バタン発生器８によって発生される速
度指令値がモータドライバ７に伝達され、モータ速度が
時履歴に制御される。

モータとして、例えばステッピングモータを用いるよう
な場合には、速度バタン発生器がらの速度指令値は相励
磁の切り替えタイミングを指定する切り替えパルスタイ
ミングの時間軸に相当する。すなわち、速度の低い所で
はパルス時間幅は長くなり、加速されるに従って時間幅
は減少する。プリンタのように大きな負荷を短時間に高
速に立ち上げる必要がある場合には、例えば総合電子出
版社発行の［ステッピングモータの基礎と応用」に記載
されているように、そのパルス切り替えタイミング調整
によるモータ速度のプロファイルは、第５図に示すよう
な、台形状の加減速バタンか用いられることが多い。そ
の理由は、台形の一辺すなわち加速時の直線状に速度を
上げる部分では加速度一定となり、モータのもつ最大の
トルク特性を利用できるからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

プリンタの印字速が低い場合には、第５図に示すような
台形速度バタンをモータに与えれば、はぼその速度バタ
ンに沿ってモータは速度制御され、印字ヘッドを搭載し
たキャリッジも動力伝達機構を介してほぼ忠実に速度制
御することができる。しかし、印字速度が高速化される
につれ、このような台形速度バタンはモータの速度制御
指令として適切ではなくなってくる。それは、高速化が
すすむにつれ、キャリッジや印字ヘッドに対する慣性力
が増大するため、モータと印字ヘッドとを含むキャリッ
ジとそれらの間に介在する動力伝達機構かばね質量の振
動系を構成し、速度バタンにおいてモータの加速度が急
変する加速終了時点において振動が発生しやすくなり、
そのためにキャリッジには速度の変動が発生するため、
印字時には印字ヘッド送りが一定速であることを仮定し
て印字ワイヤの駆動がなされることから、その速度変動
は印字ドツトの位置決めの誤差となって現れ、その結果
文字が水平方向につぶれたり伸びたりするといった印字
品質の低下をもとらすことになる。このようなキャリッ
ジとモータとの間に起る振動が単に加速終了時における
加速度の急激な変化によるものであるとすれば、加速の
終了時点において加速度の変化が小さくなるようにすれ
ば、ある程度の振動の抑制が期待できるが、加速度の変
化率を小さくすることによって次のような問題を生じる
。

すなわち、最大加速度を一定とすると、すなわち加速中
の速度プロファイルの傾きを一定とすれば、加速終了付
近の加速度変化を小さくすることによって、全体の加速
時間が長くなり、その結果、加速に要する距離が増大す
るため、プリンタの幅方向長さを大きくしなければなら
ないと同時に、加速時間が増大するために総合的な印字
速度は低下してしまう。そこでは、加速に要する時間を
直線加速の場合と同一に設定するとすると、今度は最大
加速度の大きさを大きくすることになり、モータをより
強力なものとしなければならず、結果として装置の巨大
化をまねくことになる。また、実際には、キャリッジと
モータとの間に加速中に起る振動は単に加速終了時の急
速な加速度変化によるものだけではなく、加速の開始時
から終了までの総合的な加速度変化の時刻履歴が影響す
る。それ故、単に加速度の変化を加速終了時において滑
らかにするだけでは問題の解決にはならない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、印字ヘッドを搭載したキャリッジをガ
イド機構を介して移動自在に保持し、前記キャリッジを
移動させるための駆動モータを有し、前記キャリッジと
前記駆動モータとが動力伝達手段によって結合されるキ
ャリッジ移動機構を有するプリンタにおいて、前記駆動
モータの速度指令値を時間軸上に展開される正弦波関数
の一部分としたプロファイルを発生する正弦波関数発生
器を設け、前記正弦波関数発生器によって得られる速度
指令値信号を、前記駆動モータの加減速速度を制御する
起動制御装置に与えることを特徴とする印字ヘッド移動
制御装置が得られる。

〔発明の作用〕

駆動モータを用いて定常の印字速度までキャリッジを加
速あるいは減速する場合に、目標とする加速状態に対応
して決まる速度の時間軸上でのプロファイルを、駆動モ
ータの加速・減速速度を制御する駆動制御装置に対し、
駆動モータの速度指令値を時間軸上に展開される正弦波
関数の一部分としたプロファイルに従って正弦波関数発
生器によって発生することによって、プリンタのヘッド
移動制御において、加速・減速時に発生する速度変動振
動を抑制することができ、その結果印字品質が高くかつ
高速に印字可能なプリンタの印字ヘッド移動制御装置が
実現できる。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を示した図面を参照して、本発
明をより詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の一実施例において、印字
ヘッド１を搭載したキャリッジ２は、動力伝達機構３に
接合されている。動力伝達機構３は、その両端において
アイドルプーリ４およびモータプーリ５によって支持さ
れ、両プーリ間においてキャリッジ２は移動可能な構造
である。

モータプーリ５は、駆動モータ６の出力軸に接合されて
いる。更に駆動モータ６には駆動制御装置９が接続され
ている。駆動制御装置９は、それに接続された正弦波関
数発生器１０によって指令される速度プロファイル信号
に従って駆動モータ６を駆動する。

第２図は正弦波関数発生器１０によって発生されるモー
タ駆動用の時刻履歴速度指令値の様子を示すものである
。図中の実線は、正弦波関数発生器１０によって駆動制
御装置９に与えられる速度指令値を示している。破線は
、時間軸上でのある正弦波形状を示すものであり、その
一部を実際の速度指令値として駆動モータ６の加速領域
において使用することを示している。駆動制御装置９は
、正弦波関数発生器１０より与えられた速度指令値信号
に従ってモータを駆動する。駆動モータとして、例えば
、ステッピングモータを用いる場合には、指令信号を近
似するパルスタイミングによってモータの相励磁を切り
替えてゆけばよい。

また、正弦波発生器において発生する正弦波を構成する
ための基本周期や位相関係については、負荷となるキャ
リッジ、印字ヘッド、モータの慣性およびばね作用を呈
する駆動機構の動的な特性に応じて適切なものとすれば
よい。

第３図は計算機シミュレーションによってキャリッジの
起動速度がどのように変化するかを、本実施例と従来の
構成とで比較したものである。第３図（Ａ）は通常の台
形駆動によってモータを立ち上げた場合のキャリッジ部
の速度応答を示したものであり、第３図（Ｂ）は３種類
の正弦波関数によって駆動した場合である。第３図（Ｂ
）内の関数（３）の応答を示すような正弦波関数を用い
ると、一定常速度域での速度変動を最小に抑えることが
できることを示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、プリンタの印字
ヘッド移動制御において、加速・減速時に発生する速度
変動振動を抑制することができ、その結果印字品質が高
く、加速に要する距離を短くすることができ、かつ高速
に印字可能なプリン夕の印字ヘッド移動制御が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本実
施例における正弦波関数発生器によって発生される速度
信号を説明する図、第３図は本実施例を要いた場合の印
字ヘッド移動速度の変化の様子を示す図、第４図は従来
のプリンタヘッド移動制御装置のブロック図、第５図は
従来の速度バタン発生器による速度信号の一例を示す図
である。 １：印字ヘッド、２：キャリッジ、３：動力伝達機構、
４：アイドルプーリ、５：モータプーリ、６：駆動モー
タ、７：モータドライバ、８：速度バタン発生器、９：
駆動制御装置、１０：正弦波関数発生器。 代理人　弁理士　　内　原　　音 第　　ｌＩ２１ 処　２　閉 第　３　　図 （匍 第　　ム　　て 第　５　霞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 印字ヘッドを搭載したキャリッジをガイド機構を介して
   移動自在に保持し、前記キャリッジを移動させるための
   駆動モータを有し、前記キャリッジと前記駆動モータと
   が動力伝達手段によつて結合されるキャリッジ移動機構
   を有するプリンタにおいて、前記駆動モータの速度指令
   値を時間軸上に展開される正弦波関数の一部分としたプ
   ロファイルを発生する正弦波関数発生器を設け、前記正
   弦波関数発生器によって得られる速度指令値信号を、前
   記駆動モータの加減速速度を制御する起動制御装置に与
   えることを特徴とする印字ヘッド移動制御装置。